Индуктивно каљен, угљенисан или нитрован? Избор термичке обраде за зупчанике

Термичка обрада и прецизно брушење у производњи

Циљна кључна реч:термичка обрада зупчаника

секундарно:индукционо каљени зупчаник, зупчаници дубине очвршћавања, тврдоћа зупчаника ХРЦ

Мета опис:Стварне бројке тврдоће и дубине кућишта за индукционо каљене, угљенисане и нитриране носаче - плус зашто очвршћавање уништава тачност и шта истраживање каже о оптималној дубини кућишта.

На цртежу сталка налази се број тврдоће. Одакле је дошло?

Према нашем искуству, отприлике половина времена је копирана са претходног цртежа, а нико се не сећа зашто. Друга половина је изабрана јер је више звучало сигурније. Ниједан није добар разлог, и оба могу да вас коштају новца или неуспешног сталка.

Термичка обрада на зупчанику је скуп{0}}одступања између површинске тврдоће, жилавости језгра, дубине кућишта, изобличења и цене. Погрешите равнотежу и или ћете истрошити бокове или испуцати зубе. Ево шта објављени подаци заправо подржавају.

Индукцијско каљење - радни коњ

Индукцијско очвршћавање покреће високо{0}}струју кроз калем око подручја зуба, загревајући само површински слој, а затим га гаси. Језгро никада не достиже температуру аустенизације, тако да остаје чврсто.

Слика 1. Опсези површинске тврдоће и дубине кућишта по методи обраде.

Остварљива тврдоћа, из објављених извора:

Два чврста ограничења одређују да ли се материјал уопште може индуктивно очврснути. Процес захтева челик сасадржај угљеника од 0,30% или више- испод тога једноставно нема довољно угљеника да би се формирао мартензит. На горњем крају, угљеник треба да остане испод око 0,55%, са ниским садржајем сумпора и фосфора, како би се смањила могућност гашења пуцања.

Тај прозор, 0,30% до 0,55% угљеника, је управо разлог зашто С45Ц и 42ЦрМо4 (СЦМ440) доминирају у производњи регала. То није традиција; то је металургија.

Једно ограничење је важније него што људи очекују: чак и када се бочна страна и врх зуба правилно стврдну, корен зуба често није.

Корен зуба је место где почињу пукотине од замора при савијању. Ако је ваш начин квара замор корена, а не трошење бокова, индукцијско очвршћавање можда неће решити проблем који имате. ФЗГ студија потврђује геометрију овог директно - за све индукционо-тестиране зупчанике, „контура очвршћавања је најдебља на боковима зуба и најнижа у области тангенте од 30 степени на уложак корена зуба“.

Казну за тачност нико не помиње у цитату

Стврдњавање изобличава део. На дугачком витком носачу, то изобличење иде право у грешку у висини.

Када се користи индукционо каљење, тачност зупчаника се смањује напрезањем након загревања. Након тога је потребно брушење зуба ако се жели висока тачност.

Величина ефекта је видљива у томе како се регали оцењују по процесу:

Исти сталак који мери ДИН 10 (< 0.200 mm/m) straight out of induction hardening reaches DIN 5–7 (< 0.026 to 0.052 mm/m) once the teeth are ground.

То је фактор тачности од четири до осам, који се добија завршном операцијом. Начин на који се то ради: „При глодању зуба оставља се додатни материјал да би се могли брусити након стврдњавања“.

Дакле, права спецификација није „индуктивно очвршћена“. То је „индуктивно очвршћенои млевене после очвршћавања." Ако ваш цртеж каже прво, а вашој апликацији треба друго, бићете разочарани сталком који је технички усклађен.

Једна практична последица коју вреди знати пре него што планирате машинску обраду: секундарне операције су обично могуће на носачима у било ком стању осим индуктивно{0}}очврснутих зуба. Избушите рупе за монтажу пре очвршћавања, а не после.

Угљичење - када вам је потребно чврсто кућиште и чврсто језгро

Карбуризација дифундује угљеник на површину ниско{0}}угљичног челика, а затим се гаси. Завршите са-чврстим кућиштем са високим садржајем угљеника преко-тврдог језгра са ниским садржајем угљеника.

Стандардна пракса карбуризације за производњу зупчаника и зупчаника.

За 16МнЦр5 (ЕН 10084, 1.7131), једну од стандардних европских класа{4}}очвршћавања, објављене бројке након правилног угљичења и гашења (Отаи Стеел):

Површинска тврдоћа:58–62 ХРЦ

Ефективна дубина кућишта:Типично 0,6–1,2 мм

Тврдоћа језгра:28–35 ХРЦ

Затезна чврстоћа језгра (стање очвршћавања у кућишту): 850–1000 МПа, принос ~550 МПа

Тврдоћа језгра је поента целе вежбе. На 28–35 ХРЦ језгро и даље апсорбује ударце и отпорно је на ширење пукотина, док је кућиште од 58–62 ХРЦ отпорно на удубљење и хабање. Скроз{6}}каљени носач на 55 ХРЦ нема такву резерву - он је тврд до краја и сходно томе ломљив.

Карбуризација кошта више, траје дуже и више искривљује од индукционог очвршћавања. Наведите га када је контактни напон заиста висок и присутно је ударно оптерећење.

Колико дубок случај треба да буде? Истраживање има број

Овде је већина спецификација нагађања, па је вредно цитирати стварна истраживања.

Слика 2. Чврстоћа на савијање корена опада када дубина кућишта прелази 0,25 к модул (подаци истраживања ФЗГ / ТУ Минхен).

Студија коју је спровео ФЗГ на ТУ Минхену (ФВА 660 ИИ, објављено преко АГМА 22ФТМ14) тестирала је 42ЦрМо4 зупчанике на нормалним модулима од 14 мм и 20 мм са зазором-по- индукционим очвршћавањем, мерећи дубину савијања корена зуба 0 дубину савијања 4 СХД0 ( СХД 0). ХВ1 граница).

Налази, директно цитирани:

„изгледа да постоји оптималан СХД400 у опсегу од 0,15 до 0,25 × м_н.“

„Чврстоћа на савијање корена зуба варијанте са СХД од 0,35 × м_н достиже само 80 процената снаге савијања корена зуба код варијанти са нижим СХД-ом.“

Дубље је горе. Случај са модулом од 0,35 × губи петину своје чврстоће на савијање корена у поређењу са модулом од 0,15–0,25 ×.

Механизам је резидуални стрес. Плитко очврсло кућиште оставља површину у компресији, што потискује настанак пукотина. Гурните кућиште превише дубоко и компресивни слој ће ослабити и прелазна зона се помера у област високог напрезања савијања.

Практично, за сталак модула 4, тај опсег је од 0,6 до 1,0 мм. За модул 8, 1,2 до 2,0 мм. Препоручени услови студије, за величине зупчаника м_н=14 до 20 мм: СХД400 на 0,15–0,25 × м_н, приближно једнаки на левој и десној страни, површинска тврдоћа 650–750 ХВ, без пукотина учвршћивања.

Сродну цифру из исте студије вреди знати ако имате примену{0}}критичну за замор: варијанта са-пескарењем достигла је номинални број напрезања при савијању од скоро 600 Н/мм², око 30 процената већи од референтне вредности без пескарења и већи од поређења{4}}очвршћеног кућишта. Сачмарење изазива заостало напрезање притиска и делује.

У односу на то, ИСО 6336-5 степена површинских{3}}каљених зупчаника око 20 процената испод кућишта-очврснутих зупчаника за максимално дозвољено напрезање. Карбуризација и даље побеђује на сировим способностима - индукцијско очвршћавање плус бризгање само затвара јаз по нижој цени.

Нитрирање - тврдо, танко и једва изобличено

Нитрирање обично дифундује азот у површину на ниској температури520 степени (Бодицоте). Без гашења, без фазне трансформације, минимално изобличење.

Слој има две зоне: сложени „бели” слој који даје „високу отпорност на хабање, хабање, хабање и заглављивање” и дифузиони слој испод који обезбеђује „побољшану чврстоћу на замор” и подржава слој смесе.

Два ограничења одлучују да ли вам је доступно нитрирање:

Материјал.„Најефикаснији је када се примењује на низ челика који садрже нитриде-елементе као што су хром, молибден, ванадијум и алуминијум.“ Сви материјали од гвожђа могу бити нитрирани гасом до 5% хрома; изнад тога, нитрирање плазмом. Критично, за обични угљенични челик: „Због недостатка легирајућих елемената, челик АИСИ 1045 не реагује на процес нитрирања“ (АЗоМ). Ако је ваш сталак Ц45, нитрирање није опција.

Дубина кућишта.Нитризована кућишта су танка. За 38ЦрМоАл, специфичан степен за нитрирање-, објављене бројке су 900–1100 ХВ (~65–70 ХРЦ) са случајем само0,3–0,6 мм.

Тај танки случај је ограничење. Под тешким Херцовим контактним напрезањем, танак тврди слој преко мекше подлоге може да претрпи дробљење - слоја се урушава у језгро испод њега. Нитрирање одговара полицама где доминирају хабање и хабање, а контактни напон је умерен, и где изобличење мора бити минимално јер је сталак већ завршно-брушен.

Материјал се мора очврснути и темперирати пре нитрирања за оптималне резултате.

Бирање

ФАК

Да ли је 60 ХРЦ боље од 50 ХРЦ на сталку?

Не аутоматски. Већа тврдоћа значи бољу отпорност на хабање и лошију жилавост. Сталак од 60 ХРЦ у апликацији са шоком-остругаће зубе које би преживео сталак од 50 ХРЦ. Ускладите тврдоћу са режимом квара против којег дизајнирате.

Могу ли индукционо очврснути Ц45 сталак након обраде монтажних рупа?

Можете, али изобличење утиче на положај и равност рупе, као и на корак зуба. Стандардна пракса је избегавање секундарних операција на индуктивно{1}}каљеним полицама. Прво машина, затим стврдњавање.

Зашто мој очврсли носач има лошију конзистенцију зазора од меког који је заменио?

Готово сигурно стврдњавање изобличења, ако зуби нису накнадно брушени. Објављена грешка нагиба за индукционо-очврснуте не-решетке је око ±0,200 мм/м у односу на ±0,150 мм/м за мекану сталку - очвршћена решетка је заиста мање прецизна.

Које тврдоће треба да буде зупчаник у односу на летву?

Једнако или теже. Пошто зупчаник види највише циклуса, његова тврдоћа и класа квалитета увек треба да буде једнака или већа од оне зупчаника. Зупчаник прави много обртаја по метру пута зупчаника, тако да акумулира контактне циклусе много брже.

Да ли већа дубина кућишта увек значи дужи живот?

Не, и ФЗГ подаци су експлицитни: код 0,35 × модула чврстоћа корена на савијање пада на 80% вредности на модулу 0,15–0,25 ×. Пре{5}}навођење дубине кућишта кошта новац и смањује снагу.

Тиањин ОуНаиДа Трансмиссионс Тецхнологи управља опремом за очвршћавање и брушење зуба у-кући и сталци за потрошни материјал у С45Ц, 42ЦрМо4 и футроли{4}}класама за очвршћавање. Реците нам оптерећење, карактеристике удара и циљ прецизности, а ми ћемо препоручити третман, а не само цитирати тврдоћу коју сте тражили.

Индукционо каљени сталци, модули М5 до М8